11級(jí)過程參數(shù)檢測(cè)及儀表課程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告( 2013- 2014 年度 第 1 學(xué)期)名 稱：過程參數(shù)檢測(cè)及儀表 題 目：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算院 系：控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院班 級(jí)：自動(dòng)1105姓 名：學(xué) 號(hào)：成 績(jī)： 日期： 2014 年 1 月 16 日一、課程設(shè)計(jì)的目的與要求通過本次課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加深課程中基礎(chǔ)理論的理解，掌握設(shè)計(jì)過程參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的基本思路、實(shí)現(xiàn)手段和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的處理。學(xué)生必須掌握節(jié)流變壓降流量測(cè)量系統(tǒng)的組成、各部件的功能；能夠根據(jù)實(shí)際工程情況設(shè)計(jì)合理的流量測(cè)量系統(tǒng)。通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加深過程參數(shù)檢測(cè)基本概念的理解，掌握儀表的基本設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟。二、設(shè)計(jì)正文（1）被測(cè)流體：鍋爐給水；（2）流

2、量：最大流量q=500t/h；常用流量q=400t/h；最小流量q=200t/h；（3）工作壓力：P=13.6MPa； （表壓）（4）工作溫度：t=240°C；（5）壓力損失：105Pa；（6）管道內(nèi)徑：D=233mm；（7）管道材質(zhì)：A3鋼；（8）管道和局部阻力件敷設(shè)簡(jiǎn)圖（l,l,l按節(jié)流件設(shè)計(jì)要求匹配）（9）希望采用：角接取壓 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴設(shè)計(jì)任務(wù)書序號(hào)項(xiàng) 目符號(hào)單位數(shù) 值1被測(cè)介質(zhì)名稱鍋爐給水2流量測(cè)量范圍：正常最大最小qqqt/ht/ht/h4005002003介質(zhì)溫度t°C2404介質(zhì)絕對(duì)壓力pMPa13.75管道內(nèi)徑實(shí)測(cè)值Dmm2336管道材料A3鋼7節(jié)流件取壓形式

3、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴（角接取壓）8正常流量下允許的壓力損失Pa1059管道簡(jiǎn)圖： C：節(jié)流裝置流出系數(shù)Ks：相對(duì)粗糙度E：孔板厚度e：圓筒形厚度：直徑比d：孔板開孔直徑：流束膨脹系數(shù)1.求工作狀態(tài)下的各介質(zhì)參數(shù)；2.求工作狀態(tài)下管道直徑；3.計(jì)算常用流量下的雷諾數(shù)；4.選取壓差計(jì)；5.計(jì)算常用流量下的壓差值；6.迭代計(jì)算值和d值；7.驗(yàn)算壓力損失；8.驗(yàn)算流量；9.確定d20;10.確定安裝位置；11.計(jì)算流量測(cè)量總不確定度。設(shè)計(jì)過程：1.求工作狀態(tài)下的各介質(zhì)參數(shù)；由介質(zhì)的工作溫度和工作壓力查附錄II中的相應(yīng)表格可得工作狀態(tài)下鍋爐給水的粘度=113.26*10 Pa·s，密度=824.16 kg

4、/m，管道材料線膨脹系數(shù)=，取鍋爐給水的等熵指數(shù)=1。2.求工作狀態(tài)下管道直徑；D= D1+（t-20）=233*1+13.45*10*(240-20)=233.69(mm)3.計(jì)算常用流量下的雷諾數(shù)；=0.354*400000/(233.69*113.26*10)=5.350*104. 選取壓差計(jì)；=3*=3*100kPa=300kPa選取最靠近的差壓序列值，取=300kPa。參考附錄表II，可選用1151DP電容式差壓變送器，其量程范圍為（117689.5）kPa，耐靜壓為14MPa,變送器差壓量程調(diào)整在0300*10Pa。本題中流體的最大流量為500t/h，所以流量計(jì)流量刻度上限定為50

5、0t/h.,符合規(guī)定5.計(jì)算常用流量下的壓差值； 6.迭代計(jì)算值和d值；(1)求不變量A，得= (2)設(shè)。（3）據(jù)公式 精度判別公式為：假設(shè)判別條件：對(duì)于液體，迭代計(jì)算：1 第一步： =則：= 根據(jù) 計(jì)算： 精密度檢查：，繼續(xù)迭代。2 第二步： =則= 根據(jù)，計(jì)算： 0.9855866 精密度檢查： ，繼續(xù)迭代。 3 第三步：=則=根據(jù)，計(jì)算：精密度檢查： 迭代結(jié)束迭代計(jì)算中間值n123X0.14556710.14767720.14769590.37953780.38222080.3822445C0.98571170.9858660.98558551112.079906*10-31.84305

6、5*10-51.625506*10-7E0.01428831.266121*10-41.116671*10-67.驗(yàn)算壓力損失壓力損失驗(yàn)算不合格,產(chǎn)生矛盾，則要適當(dāng)放寬已知條件中的限制要求。重新取差壓序列值迭代計(jì)算：4. 選取壓差計(jì)；=3*=3*100kPa=300kPa選取最靠近的差壓序列值，取=200kPa。參考附錄表II，可選用1151DP電容式差壓變送器，其量程范圍為（117689.5）kPa，耐靜壓為14MPa,變送器差壓量程調(diào)整在0200*10Pa。本題中流體的最大流量為500t/h，所以流量計(jì)流量刻度上限定為500t/h.,符合規(guī)定5.計(jì)算常用流量下的壓差值； 6.迭代計(jì)算值和d

7、值；(1)求不變量A，得= (2)設(shè)。（3）據(jù)公式 精度判別公式為：假設(shè)判別條件：對(duì)于液體，編程得：代碼：#include <stdio.h>#include<math.h>void main()double c=1,e=1,a=0.178283,b,d,x,t,w;x=a/(c*e);b=pow(1+1/(x*x),-0.25);c=0.9900-0.2262*pow(b,4.1)-(0.00175*pow(b,2.0)-0.0033*pow(b,4.15)*pow(1/11.71877),1.15);d=(a-x*e*c)/a;t=a-x*e*c;printf(&q

8、uot;%fn%fn%fn%fn%f,",x,b,c,t,d);迭代計(jì)算中間值n1234X0.1782830.1812560.1812950.1812960.4189460.4223150.4223590.422360C0.9836000.9833860.9833830.98338311110.0029240.00003900E0.0164000.0002170.000003098.7013087.驗(yàn)算壓力損失壓力損失驗(yàn)算合格8. 驗(yàn)算流量；9.確定d;噴嘴材料為1Cr18Ni9Ti，從附錄表中查得=17.20*10/°C，則=98.701308/1+17.20*10*(2

9、40-20)=98.3292mm 10.確定安裝位置；取=0.45，根據(jù)管路系統(tǒng)=14D=14*0.233693.27m=6D=6*0.233691.40m=6D=16*0.233693.74m11.計(jì)算流量測(cè)量總不確定度。流體為鍋爐給水，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)噴嘴，=0.4223600.6/C =0.8%/ = 2*p/p%=2*128000/（13.6*106)%=0.018824%設(shè)/d =0.05%，/D =0.1%，選定的差壓變送器為0.2級(jí)，則/p =2/3/128000*0.2%*200000=0.21%假設(shè)溫度，壓力的測(cè)量不確定度為1.0%，則/=1.0%;總不確定度：/q=(/C)+(/)

10、+2/(1-)(/D)+2/（1-）(/d)+1/4（/p）+1/4(/) =0.9550%三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次過程參數(shù)檢測(cè)及儀表的課程設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)過程參數(shù)檢測(cè)基本概念的理解，掌握了儀表的基本設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟。這次課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的計(jì)算與設(shè)計(jì)，通過這次對(duì)第二類命題的計(jì)算，使得我對(duì)這類命題的了解又加深了許多，是一次很有意義的體驗(yàn)。通過這次實(shí)踐環(huán)節(jié)，還讓我認(rèn)識(shí)到了實(shí)踐的重要性。要真正落實(shí)時(shí)間環(huán)節(jié)，要在今后的學(xué)習(xí)中注意這幾點(diǎn)：（1）重視對(duì)各種常用元件和工具的熟悉和使用，選擇了合適的元件和工具才能進(jìn)行下一步工作。（2）在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，要多獨(dú)立思考、獨(dú)立操作、獨(dú)立分析，以培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。（3）重視對(duì)實(shí)際問題的解決。學(xué)習(xí)了過程參數(shù)檢測(cè)及儀表這門課程，不光是會(huì)解答課后問題，還要能夠解決實(shí)際問題才是最重要的。在此次課程設(shè)計(jì)中，壓差計(jì)的選擇正確與否直接關(guān)系后續(xù)計(jì)算，只有選擇最